Nawigacja satelitarna

Nawigacja satelitarna

Do wyznaczenia aktualnej pozycji niezbędne są 4 spośród 24 satelitów tworzących system nawigacji.

Geografia

Etykiety

nawigacja satelitarna, satelita, nawigacja, GPS, Globalny System Pozycjonowania, Określanie pozycji, Określanie odległości, elewacja, cywilny, wojsko, geografia

Powiązane treści

Sceny

Satelity nawigacyjne

Określanie pozycji

  • odbiornik - Określanie pozycji odbywa się za pomocą triangulacji: odbiornik ustala swoją pozycję na powierzchni Ziemi na podstawie zmierzonej przez niego odległości od trzech różnych satelitów. W praktyce potrzebny jest jeszcze czwarty satelita do ustalenia wysokości ponad poziomem morza oraz zwiększenia dokładności pomiaru.

Określanie odległości

  • S
  • satelita
  • odbiornik
  • czas, który upłynął - Kod nawigacyjny emitowany przez satelitę zawiera czas wyemitowania, który odbiornik porównuje z czasem odbioru tego sygnału. Dzięki temu odbiornik określa czas potrzebny sygnałowi do przebycia drogi, co umożliwia mu obliczenie odległości pomiędzy satelitą a odbiornikiem.

Animacja

Narracja

Globalny systemu nawigacji satelitarnej (ang. GPS) został pierwotnie stworzony na potrzeby wojska w okresie zimnej wojny. W 1983 roku Związek Radziecki zestrzelił koreański samolot pasażerski, który przez pomyłkę naruszył radziecką przestrzeń powietrzną.
Po tym wydarzeniu prezydent Ronald Reagen zarządził opracowanie ogólnodostępnego, także do celów cywilnych, systemu nawigacji, który pozwoli zapobiec podobnym tragediom.
Pierwszy satelita operacyjny GPS został wystrzelony w 1989 roku, a dwudziesty czwarty w 1993. Satelity GPS krążą na sześciu orbitach okołoziemskich na wysokości 20 200 km.

Określanie pozycji odbywa się za pomocą triangulacji. Satelity emitują sygnały, na podstawie których odbiornik GPS oblicza odległość od danego satelity. W przypadku jednego satelity odbiornik zakreśla na powierzchni Ziemi łuk, którego każdy punkt znajduje się w takiej samej odległości od danego satelity.
W przypadku dwóch satelitów odbiornik znajduje się w jednym z dwóch punktów przecięcia dwóch łuków. Przy pomocy trzech satelitów pozycję można określić już jednoznacznie.
W praktyce potrzebny jest jeszcze czwarty satelita do ustalenia wysokości nad poziomem morza oraz zwiększenia dokładności pomiaru.

Pomiar odległości od danego satelity polega na tym, że kod nawigacyjny emitowany przez satelitę zawiera czas wyemitowania, który porównywany jest przez odbiornik z czasem odbioru tego sygnału. Dzięki temu odbiornik określa czas potrzebny sygnałowi do przebycia drogi.
Sygnał porusza się z prędkością światła, czyli blisko 300 000 kilometrów na sekundę. Jeśli więc na przykład pomiędzy wyemitowaniem a odbiorem sygnału mija 0,1 sekundy, oznacza to, że odległość wynosi w przybliżeniu 30 000 km. W praktyce takie obliczenia są dużo bardziej skomplikowane, między innymi dlatego, że zgodnie z teorią względności Einsteina upływ czasu zależy od prędkości ruchu.

Dziś odbiornik GPS jest tani i dostępny dla każdego: stanowi wyposażenie większości telefonów komórkowych.
Oprócz wykorzystania na potrzeby cywilne, system nawigacji ma również ogromne znaczenie militarne: podstawą nowoczesnych działań wojennych jest jak największa dokładność celowania, również ze względu na uniknięcie ofiar cywilnych. Rakiety czy pociski manewrujące zaawansowanej technologii stale określają swoją pozycję i w miarę potrzeby potrafią skorygować swoją trajektorię.

Powiązane treści

Auta przyjazne dla środowiska

Połączenie napędu benzynowego z elektrycznym pozwala na zmniejszenie wydalania szkodliwych spalin.

Badania Marsa

Badania struktury Marsa i ewentualnych śladów życia dokonywane jest przy pomocy sond kosmicznych i łazików marsjańskich.

Bezzałogowe statki powietrzne (UAV)

Zakres zastosowania bezzałogowych statków powietrznych (dronów) systematycznie się poszerza.

Historyczne przyrządy nawigacyjne

Do określania położenia na morzu służyły na przestrzeni wieków rozmaite specjalne przyrządy nawigacyjne.

Jak działa telefon komórkowy?

Dzięki animacji możemy poznać konstrukcję i działanie telefonu komórkowego.

Kosmiczny Teleskop Hubble’a

Warunki atmosferyczne nie mają wpływu na działanie kosmicznego teleskopu Hubble'a.

Lądownie na Księżycu, 20 lipca 1969 roku

Jednym z członków załogi statku Apollo-11 był Neil Armstron, który jako pierwszy człowiek stanął na powierzchni Księżyca.

Lot w kosmos Jurija Gagarina (1961 r.)

Jurij Gagarin został pierwszym człowiekiem w przestrzeni kosmicznej, który 12 kwietnia 1961 roku z sowieckiego Bajkonuru wyruszył w lot po orbicie...

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna

Stacja kosmiczna, wybudowana przy współudziale 16 państw, zapewnia stałą obecność człowieka w kosmosie.

Pomiar czasu

Pierwsze kalendarze i przyrządy do pomiaru czasu pojawiły się już w starożytnych cywilizacjach wschodnich.

Rodzaje sztucznych satelit

Krążące wokół Ziemi sztuczne ciała niebieskie służą zarówno celom cywilnym jak i celom wojskowym.

Siatka geograficzna (poziom średni)

Dzięki współrzędnym geograficznym można określić każdy punkt na Ziemi przy pomocy dwóch parametrów.

Siatka geograficzna (poziom podstawowy)

Dzięki współrzędnym geograficznym można określić każdy punkt na powierzchni Ziemi przy pomocy dwóch parametrów.

Sondy kosmiczne Voyager

Sondy kosmiczne Voyager opuściły Układ Słoneczny. Dokonują one badań i niosą ze sobą komunikat od ludzkości.

Struktura Ziemi (poziom średni)

Ziemia zbudowana jest z wielu nakładających się na siebie kulistych powłok.

Wahadłowiec kosmiczny

Wahadłowce były najczęściej używanymi przez NASA załogowymi pojazdami kosmicznymi wielokrotnego użytku.

Ziemskie pole magnetyczne

Północne i południowe bieguny magnetyczne Ziemi zlokalizowane są w pobliżu północnych i południowych biegunów geograficznych.

Jak działa sieć internetowa?

Sieć ogólnoświatowa, czyli Internet pozwala na niezwykle szybkie przekazywanie danych na ogromne odległości.

Sputnik-1 (1957)

Pierwszym statkiem kosmicznym, który wystrzelono z Ziemi w przestrzeń kosmiczną, był satelita konstrukcji radzieckiej (październik, 1957 r.).

Latarnia morska

Latarnie morskie pomagają statkom w nawigacji przybrzeżnej.

Added to your cart.